溶解負荷

溶存負荷とは、河川の総堆積物負荷のうち、溶液中に運ばれる部分であり、特に化学的風化によるイオンである。これは、懸濁負荷や掃流土砂とともに、河川の流域から除去される物質の総量に大きく寄与している。溶存負荷として運ばれる物質の量は、通常、懸濁負荷よりもはるかに少ないが^{[1] 、特に利用可能な河川流量が}灌漑や工業用途などの目的に主に利用されている場合は、常にそうであるわけではない。溶存負荷は、景観から排出される総物質流量のかなりの部分を占め、その構成は河川水の化学的性質と生物学的性質を調節する上で重要である。

溶存負荷は主に化学的風化の速度によって制御され、化学的風化は湿度や温度などの気候や気象条件に依存します。^{[2]溶存負荷は、}侵食、削剥、過去の気候の再構築など、地質学の分野で多くの有用な用途があります。

測定技術

溶存負荷量は通常、川から水を採取し、さまざまな科学的試験を行うことで測定されます。まず、サンプルのpH、導電率、重炭酸アルカリ度を測定します。次に、サンプルをろ過して浮遊沈殿物を取り除き、微生物の増殖を防ぐためにクロロホルムで保存し、溶解したイオンが溶液から沈殿するのを防ぐために塩酸を加えて酸性化します。次に、さまざまな化学試験を適用して各溶質の濃度を決定します。たとえば、ナトリウムイオンとカリウムイオンの濃度は炎光光度法で測定でき、カルシウムイオンとマグネシウムイオンの濃度は原子吸光分光法で測定できます。^[3]

アプリケーション

気候の再構築

溶存負荷は、土壌形成速度やその他の化学的侵食プロセスに関する貴重な情報を提供します。特に、溶存負荷と固相間の質量バランスは、表面ダイナミクスを決定するのに役立ちます。さらに、溶存負荷を使用して、過去の地球の気候を再構築することもできます。これは、化学的風化が河川の溶存負荷の主な要因であるためです。大気中の二酸化炭素は炭酸塩-ケイ酸塩サイクルで炭酸塩岩に変換されるため、ケイ酸塩岩の化学的風化は大気中の二酸化炭素の主な吸収源です。二酸化炭素濃度は、地球の温度を決定する温室効果の主な制御因子です。 ^[4]

剥奪

侵食とは、地球の地形の表層を削り取るプロセスです。侵食率は通常、直接測定するには小さすぎるため、問題の地域を流れる河川の堆積物を測定することで間接的に決定できます。これは、河川の特定の地点を通過する物質は、その地点より上流の河川の流域のどこかから来たものであることが保証されているため可能です。地形の起伏が大きくなると、急勾配の表面では雨が岩に浸透しにくくなり、化学的風化が減り、溶解負荷が減少するため、河川の総負荷に対する溶解負荷の寄与は減少します。^[5]

塩の輸出

河川流域から海や陸地に囲まれた湖に水によって塩分を運ぶ過程を塩の輸出と呼びます。十分な塩分の輸出が行われない場合、特に下流域では、河川流域の地域は徐々に塩性土壌やアルカリ性土壌に変化します。^[6]

主要河川の溶存負荷量

参照

参考文献

^ Alexandrov, Yulia; Cohen, Hai; Laronne, Jonathan B.; Reid, Ian (2009). 「半乾燥地帯の流域における浮遊堆積物負荷、底質負荷、および溶解負荷の産出量: 15 年間の研究」。水資源研究。45 ( 8): W08408。Bibcode : 2009WRR .... 45.8408A。doi :10.1029/2008wr007314。ISSN 0043-1397。S2CID 129669714 。
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^ 「地下水 - 目に見えないものを可視化する（13ページ）」、国連世界水開発報告書2022年版（PDF）。2022年4月5日閲覧。

USGS CMG 情報バンク: 浮遊物と溶解物

[1] Alexandrov, Yulia; Cohen, Hai; Laronne, Jonathan B.; Reid, Ian (2009). 「半乾燥地帯の流域における浮遊堆積物負荷、底質負荷、および溶解負荷の産出量: 15 年間の研究」。水資源研究。45 ( 8): W08408。Bibcode : 2009WRR .... 45.8408A。doi :10.1029/2008wr007314。ISSN 0043-1397。S2CID 129669714 。

[2] Grosbois, C.; Négrel, Ph.; Fouillac, C.; Grimaud, D. (2000). 「ロワール川の溶存負荷：化学的および同位体的特徴」.化学地質学. 170 (1–4): 179–201. Bibcode :2000ChGeo.170..179G. doi :10.1016/s0009-2541(99)00247-8. ISSN 0009-2541.

[3] Grove, T. (1972-08-01). 「西アフリカのいくつかの河川が運ぶ溶存物質と固形物質の負荷：セネガル、ニジェール、ベヌエ、シャリ」。Journal of Hydrology . 16 (4): 277–300. Bibcode :1972JHyd...16..277G. doi :10.1016/0022-1694(72)90133-3. ISSN 0022-1694.

[4] Chetelat, B.; Liu, C.-Q.; Zhao, ZQ; Wang, QL; Li, SL; Li, J.; Wang, BL (2008). 「長江流域の河川の溶存負荷の地球化学：人為的影響と化学的風化」Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (17): 4254–4277. Bibcode :2008GeCoA..72.4254C. doi :10.1016/j.gca.2008.06.013. ISSN 0016-7037.

[5] ^シェルドン ・ジャドソン、デール・F・リッター（1964年8月15日）。「米国における地域侵食率」。地球物理学研究ジャーナル。69 （16）：3395-3401。Bibcode ： 1964JGR ....69.3395J。doi ：10.1029/jz069i016p03395。ISSN ： 0148-0227。

[6] 「流域水資源保全戦略の開発のための水文ゾーン」（PDF）。 2015年7月12日閲覧。

[7] Zhang, Shu-Rong; Lu, Xi Xi; Higgitt, David Laurence; Chen, Chen-Tung Arthur; Sun, Hui-Guo; Han, Jing-Tai (2007-03-22). 「珠江（珠江川）の水質化学：自然プロセスと人為的影響」. Journal of Geophysical Research . 112 (F1): F01011. Bibcode :2007JGRF..112.1011Z. doi : 10.1029/2006jf000493 . ISSN 0148-0227.

[8] 「クリシュナ川流域の大量輸送（表-5）」（PDF）。 2015年6月19日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。2020年4月25日閲覧。

[9] 「地下水 - 目に見えないものを可視化する（13ページ）」、国連世界水開発報告書2022年版（PDF）。2022年4月5日閲覧。